水稻黄化转绿突变基因gry79的图位克隆.pdf

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1、万方数据Map-basedCloningofthegz'yZ9MutantGeneControllingGreen-revertibleyellowLeafinRiceByWanChunmeiDirectedbyProf．DengXiaojiaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofInSichuanAgriculturalUniversity(Cropgeneticsandbreeding)Wenjiang611130S

2、ichu锄P．R．ChinaJune2014万方数据附件一论文独创性声明IHIIIIImhllUllltlmllIIIJ0120563本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川农业大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生戤汤秘关于论文使用授权的声明伊／悔6

3、月卜日f本人完全了解四川农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意四川农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。研究生鼢汤被导师签名：邓叱吐知，p多占良I汨知，lID阜6d-五日万方数据水稻黄化转绿突变基因gry79的图位克隆摘要水稻(Oryzasativa)是我国重要的粮食作物之一，也是研究植物功能基因组学的单子叶模式植物。而叶色突

4、变是水稻中比较常见的一种突变类型，在研究植物光合作用的生理生化机制、水稻基因功能以及遗传育种应用等各方面都具有重要的价值。为了明确水稻黄化转绿突变体删79锄．revertibleyellow79)的表型特征和遗传特性以及突变基因的功能，本研究对该突变材料进行了表型特征的调查、主要农艺性状的调查和叶绿体超微结构的观察，并对突变基因进行了分子标记定位、图位克隆、转基因互补验证、荧光定量等分析。主要研究结果如下：利用甲基磺酸乙酯(ethylmethanesulfonate，EMS)对粳稻日本晴的一个迟熟突

5、变体却·J进行诱变，得到一个黄化转绿突变体gry79，该突变体在三叶期以前表现为黄绿叶，第四叶开始逐渐转绿，六叶期以后恢复到正常绿色。尽管突变体gry79植株在苗期生长缓慢，但它的抽穗期比野生型亲本(tvpl)推迟仅1．4d。在成熟期，除了每株有效穗数比野生型下降15．2％：9b，突变体的株高、每穗着粒数、结实率和千粒重与野生型差异并不显著。光合色素含量的测定结果显示，gry79突变体在三叶期的Chla、Chlb、总Chls含量和类胡萝卜素分别减少了76．4％、76．9％、76．5％和58．1％。透

6、射电子显微镜结果显示，野生型中的叶绿体有着发育完整的由基粒组成的膜系统，而gry79突变体的叶绿体中的基粒松散并且类囊体膜发育不完善，并且叶绿体所含淀粉粒较少，表明突变体的叶绿体的发育在幼苗早期受到抑制。遗传分析表明该黄化转绿突变性状是受一对隐性核基因控制的。以gry79突变体与正常绿叶表型的浙辐802杂交得到的F2代作为定位群体，将gry79突变基因精细定位于水稻第2染色体长臂上的InDel标记W4与W5之间的71kb染色体区域内，该区域含有8个预测基因。从gry79突变体及野生型亲本中分别扩增出

7、这8个预测基因并进行测序，结果显示gry79突变体内仅Os02933610发生了突变，其余7个基因均未见突变。Os02933610基因全长7492bp，有17个内含子和18个外显子，CDS全长长2616bp，编码一个含871个氨基酸的蛋白质。i万方数据在gry79突变体中，该基因序列在第4209位碱基(位于第11外显予)由C突变成T，使CDS第1160位碱基由C突变成T。导致编码蛋白质第387位氨基酸由丝氨酸(Ser或S)突变成苯丙氨酸(Phe或F)。因此将该基因确定为引起gry79黄化突变的候选基

8、因，暂命名为GRY79基因。搜索水稻基因组数据库，结果显示GRY79是一个单考贝基因，编码一个分子量约96kDa的蛋白质。GRY79蛋白在N．端含有一个由36个氨基酸残基组成的叶绿体靶序列，同时该蛋白质还在N一端含有一个由202个氨基酸残基组成的金属一p一内酰胺酶结构域(metallo．p．1actamasedomain)，在C．端含有一个由66个氨基酸残基组成的三螺旋DNA结合域(trihelixDNAbindingdomain)。多氨基酸序列比对显示，GRY79蛋